КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ортостатическая проба, вегетативная регуляция, ишемическая болезнь сердца, старение

Барорецепторный контроль артериального давления (АД) относится к нервно-рефлекторным регуляторным механизмам кратковременного действия, обеспечивающим быструю компенсацию отклонений давления от заданного уровня [1]. Этот гомеостатический механизм действует по принципу замкнутой цепи обратной связи: сигналы от барорецепторов при сдвигах АД вызывают компенсаторные изменения тонуса сосудов, силы и частоты сокращений сердца (ЧСС), и в результате восстанавливается исходный уровень давления (рис. 1).

Рис. 1. Схема системы барорефлекторной регуляции АД. УО – ударный объем сердца; ОПСС – общее периферическое сопротивление сосудов.

Для определения состояния барорефлекторной регуляции деятельности сердца проводят ортостатическую пробу, которая позволяет оценить реактивность парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы. На рис. 2 приведена схема механизмов гемодинамических сдвигов и реакции на них барорефлекторной системы при ортостатической пробе. Важную информацию о характеристиках системы бароре­флекторной регуляции дает анализ переходного процесса при ортостатической пробе. Переходный период при ортостатической пробе у здоровых молодых людей характеризуется наличием так называемой волны перерегулирования, что свидетельствует о высокой реактивности барорефлекса. Различают следующие виды переходного процесса:

• колебательный (выраженная волна перерегулирования и затухающие периодические колебания);
• слабоколебательный (с одним отклонением от величины показателя в установившемся режиме);
• апериодический (экспоненциальный).

Рис. 2. Схема механизмов гемодинамических сдвигов при ортостатической пробе.

Чем сильнее выражены колебания ритма сердца (в определенных пределах), тем выше барорефлекторная чувствительность. Выраженные колебания ритма сердца при переходном процессе наблюдают у молодых, здоровых людей.

Анализ переходного процесса ритма сердца при ортостатической пробе используют для оценки эффективности вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы и определения функционального состояния вегетативной нервной системы. Анализ ортостатических кардиоритмограмм у лиц молодого и среднего возраста позволил исследователям выделить несколько типов изменений ритма сердца в переходном процессе, а также ряд показателей, характеризующих их форму (рис. 3).

Рис. 3. Типы переходного процесса ритма сердца при ортостатической пробе: а – трипериодический; б - бипериодический; в – монопериодический; А – начало переходного процесса; В - минимальное значение интервала R-R в переходном состоянии; С – максимальное значение интервала R-R в течение переходного процесса, D – значение интервала в конце переходного процесса. То же на рис. 4

Изменения спектра кардиоритмограммы при переходе из горизонтального положения в вертикальное характеризуются в норме снижением дыхательных волн и повышением медленных волн ритма сердца, что свидетельствует о снижении тонуса вагуса и росте симпатических влияний на сердце. При патологии сердечно-сосудистой системы часто отмечают сниженную и неадекватную реакцию сердца на ортостатическую пробу [10]. Установлено, что при старении также снижаются гемодинамические и вегетативные реакции на ортостатическое воздействие [2, 3, 11–14]. Поэтому для корректной оценки вегетативных реакций при ортостатической пробе у больных с ИБС пожилого возраста необходимо знать возрастные нормы этих реакций.

Цель работы – изучение особенностей вегетативных реакций на ортостатическое воздействие у здоровых лиц и больных пожилого возраста с ишемической болезнью сердца.

Материал и методы

Обследованы 15 практически здоровых молодых лиц (20–35 лет), 20 практически здоровых пожилых лиц (60–74 лет) и 30 больных с ИБС II функционального класса (ФК) (60–74 лет). Регистрацию интервалов R-R проводили с помощью автономного портативного регистратора «РР-101/24» («Сольвейг», Украина).

Проводили пассивную ортостатическую пробу с помощью поворотного стола в первой половине дня. В течение 10 мин испытуемый находился в положении лежа на спине. Затем стол быстро (в течение 1 с) поворачивался на 90° и переводил обследуемого в вертикальное положение, в котором регистрация интервалов R-R продолжалась также в течение 10 мин. Непрерывно с начала исследования проводили регистрацию интервалов R?R. АД измеряли в положении лежа на 10-й минуте и при переходе в вертикальное положение на 1?й и 5-й минуте переходного процесса. Для спектрального анализа использовали стационарные участки кардиоритмограммы в положении лежа и стоя. Спектр мощности рассчитывали методом полного дискретного преобразования Фурье [5]. Анализировали величины высокочастотных (HF) и низкочастотных колебаний (LF) ритма сердца, а также их соотношение (LF/HF), характеризующее симпатико-парасимпатический баланс.

Анализ переходного процесса ритма сердца при ортостатической пробе проводили по следующей методике [3]. Вначале на кардиоритмограммах выделяли 4 точки: А – значение интервала R-R в положении лежа непосредственно перед орто­статической пробой, В – минимальное значение интервала R-R в переходном состоянии, С – максимальное значение интервала R-R в переходном состоянии, D – значение интервала R-R в конце переходного процесса.

Точки А, В, С, D разделяют переходный процесс ритма сердца на три фазы: I – фаза первоначального учащения ритма при переходе в вертикальное положение (интервал АВ), II – фаза последующего урежения ритма (интервал ВС), III – фаза постепенной стабилизации ритма в ортостатическом положении (интервал CD). Переходный процесс ритма сердца, имеющий трехфазную структуру, относят к трипериодическому типу(см. рис. 3а). При отсутствии на кардиоритмограммах III фазы переходного процесса их относят к бипериодическому типу (см. рис. 3б), а при отсутствии II и III фазы – к монопериодическому (см. рис. 3в).

Рассчитывали следующие амплитудные и временные показатели трипериодического переходного процесса (рис. 4):
 

1. Амплитуду реакции ритма сердца DR-R_B %:

2. Амплитуду волны перерегулирования, DR-R_C, %:

3. Продолжительность I фазы переходного процесса (T_AB).

4. Продолжительность II фазы переходного процесса (Т_BC).

5. Общую продолжительность переходного процесса ритма сердца (Т_AD).

Рассчитывали средние значения (М±m) показателей в каждой возрастной группе и у больных c ИБС. Достоверность различий средних оценивали с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Как показали проведенные исследования, пассивный переход из горизонтального положения в вертикальное сопровождался, как правило, ростом ЧСС и снижением АД, преимущественно систолического (CАД). В табл. 1 приведены сдвиги показателей гемодинамики при пассивной ортостатической пробе (на 5-й минуте стоя по сравнению с исходным состоянием лежа) у здоровых людей разного возраста и у больных пожилого вoзpacтa с ИБС. У пожилых здоровых лиц и у пожилых больных с ИБС по сравнению с молодыми лицами ортостатическое воздействие вызывает достоверно меньшие сдвиги ЧСС и диастолического АД (ДАД), но в то же время большие сдвиги САД в сторону снижения.

Таблица 1 Сдвиги показателей центральной гемодинамики на 5-й ми­нуте пассивной ортопробы у здоровых лиц разного возраста и у больных пожилого возраста с ИБС

Снижение САД у пожилых людей было еще более выраженным на 1-й минуте после перехода из горизонтального положения в вертикальное, чем у молодых людей (соответственно на 12 и 7 %). Это свидетельствует о снижении при старении ортостатической устойчивости гемодинамики, что обусловлено неадекватной компенсаторной реакцией со стороны сердца и сосудов в ответ на снижение сердечного выброса.

Известно, что механизм компенсаторной реакции на ортостатическое воздействие состоит в изменении активности барорецепторов в ответ на снижение АД, торможении вагусных и усилении симпатических влияний на сердце и сосуды. Поэтому были изучены сдвиги волновой структуры ритма сердца, отражающие изменения состояния вегетативной регуляции гемодинамики (табл. 2). Вположении лежа спектральные показатели ритма сердца достоверно различаются у здоровых пожилых лиц и больных пожилого возраста с ИБС по сравнению с молодыми людьми. Так, с возрастом, и в большей степени при ИБС, снижается мощность низкочастотных (LF) и высокочастотных (HF) компонентов ритма сердца, а их соотношение (LF/HF) увеличивается. Такие изменения свидетельствуют об ослаблении вагусных влияний на синусовый узел сердца и сдвигах вегетативного баланса в сторону относительного преобладания симпатической активности [4–9].

Таблица 2 Спектральные показатели вариабельности ритма сердца у здоровых лиц разного возраста и больных пожилого воз­рас­та с ИБС в положении лежа при пятиминутной записи интервалов R-R

Таблица 3 Сдвиги спектральных показателей вариабельности ритма сердца при пассивной ортостатической пробе у здоровых лиц разного возраста и у больных пожилого возраста с ИБС

Изучение переходного процесса при ортостатической пробе показало, что с возрастом и в большей степени у пожилых больных с ИБС достоверно удлиняются все фазы и общая продолжительность переходного процесса (табл. 4). Известно, что продолжительность I фазы переходного процесса зависит в основном от реактивности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Поэтому ее удлинение при старении и патологии свидетельствует о снижении вагусной реакции на ортостатическое воздействие. Продолжительность II фазы переходного процесса при ортостатической пробе зависит от соотношения реакций симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. В эту фазу переходного процесса сначала происходит активация симпатических влияний на сердце и затем, компенсаторно, парасимпатических. При преобладании симпатической реакции II фаза переходного процесса удлиняется. Если в эту фазу значительно активируются вагусные влияния на ритм сердца, ее продолжительность уменьшается и возникает волна перерегулирования. Полученные данные поз­воляют сделать вывод о преобладании у пожилых лиц (здоровых и больных с ИБС) симпатической реакции на ортостатическое воздействие. Величина реакции ЧСС на ортостатическую пробу зависит как от степени снижения активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, так и от степени повышения активности ее симпатического отдела. Снижение этой реакции при старении и у больных с ИБС свидетельствует об уменьшении реактивности обоих отделов вегетативной нервной системы.

Таблица 4 Параметры переходного процесса ЧСС при пассивной орто­ста­тической пробе у здоровых лиц разного возраста и у больных пожилого возраста с ИБС

При старении и у больных пожилого возраста с ИБС также происходят качественные изменения переходного процесса. Так, если у молодых людей в большинстве случаев наблюдается волна перерегулирования и постепенно угасающие колебания ЧСС в ответ на ортостатическое воздействие, то с возрастом снижается (или отсутствует) волна перерегулирования, и переходный процесс часто имеет экспоненциальный характер. Такой характер переходного процесса у здоровых людей пожилого возраста и больных с ИБС свидетельствует об ухудшении качества регуляции ритма сердца.

Изменения реакции гемодинамики на ортостатическое воздействие у пожилых здоровых лиц и больных с ИБС по сравнению с молодыми могут быть связаны со следующими основными факторами: снижением чувствительности барорецепторов, изменением регуляторных характеристик вегетативных центров, снижением чувствительности синусового узла сердца к вегетативным влияниям.

Выводы

1. Изменения показателей гемодинамики и вариабельности ритма сердца при ортостатическом воздействии у пожилых здоровых лиц и больных с ИБС однонаправлены.
2. При старении и в большей степени у больных пожилого возраста с ИБС снижается гемодинамическая реакция и реакция вегетативной нервной системы на ортостатическое воздействие, ухудшается качество регуляции ритма сердца.
3. Для правильной интерпретации результатов проведения ортостатической пробы у больных пожилого возраста с ИБС необходимо учитывать возрастные изменения.

1. Дудел Д., Циммерман М., Шмидт Р. и др. Физиология человека. – М.: Мир, 1985. – 240 с.
2. Коркушко О.В., Шатило В.Б. Ортостатические реакции кровообращения и вегетативной регуляции у здоровых людей разного возраста // Физиол. журн. – 1989. – Т. 36, № 1. – С. 3-8.
3. Коркушко О.В., Шатило В.Б. Особенности переходного процесса сердечного ритма при активной ортостатической пробе у людей пожилого и старческого возраста // Физиология человека. – 1989. – Т. 15, № 4. – С. 29-34.
4. Коркушко О.В., Шатило В.Б., Шатило Т.В. Анализ вегетативной регуляции сердечного ритма на различных этапах индивидуального развития человека // Физиология человека. – 1991. – Т. 17, № 2. – С. 31-39.
5. Akselrod S., Gordon D., Ubel F.A. et al. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control // Science. – Vol. 213. – P. 220.
6. Hrushesky W.J.M., Fader D., Schmitt O. et al. The respiratory sinus arrhythmia: a measure of cardiac age // Science. – 1984. – Vol. 224. – P. 1001-1005.
7. Katona P.O., Jih R. Respiratore sinus arrhythmia: noninvasive measure of parasympathetic cardiac control // J. Appl. Physiology. – 1975. – Vol. 39. – P. 801-805.
8. Korkushko O.V., Shatilo V.B., Kaukenas J.K. Changes in heart rhythm power spectrum during human aging // Aging. – 1991. – Vol. 3. – P. 177-179.
9. Lucini D., Pagani M., Mela G.S., Malliani A. Sympathetic restraint of baroreflex control of heart period in normotensive and hypertensive subjects // Clin. Science. – 1994. – Vol. 86. – P. 547-556.
10. Cinelli P., de Leonardis V., De Scalzi M. Effect of age on mean heart rate and heart rate variability // Age. – 1987 – Vol. 10. – P. 146-148.
11. Shimada К., Kitazumi Т., Sadakane N.J. et al. Age related changes of baroreflex sensitivity in man // Circ. Res. – 1971. – Vol. 29. – P. 424-431.
12. Simpson D.M., Wicks R. Spectral analysis of heart rate indicates reduced baroreceptor-related heart rate variability in elderly persons // J. Geront. – 1988. – Vol. 43. – P. 21-24.
13. Smith J., Forth C.M., Erickson M. Hemodynamic response to the upright posture // J. Clin. Pharmacology. – 1994. – Vol. 34. – P. 375-386.
14. Weise F., London G.M., Guerm A.P. et al. Effect of head-down tilt on cardiovascular control in healthy subjects: A spectral analytic approach // Clin. Science. – 1995. – Vol. 88. – P. 87-93.

Autonomic control of hemodynamic reaction during tilt test in healthy subjects and elderly patients with ­ischemic heart disease

A.V. Pisaruk, V.Yu. Lishnevskaya, Yu.N. Chebotareva, J. Levodo

The purpose of investigation was to study the autonomic control of cardiac rhythm and hemodynamic reaction during a passive tilt-test. We examined 15 young (20–35 years) healthy subjects, 20 elderly (60–74) healthy subjects and 30 elderly (60–74) patients with ischemic heart disease (IHD). The autonomic control was assessed by means of analysis of heart rate variability (HRV). HRV power spectrum was calculated by fast Furrier transformation. The high frequency (HF) values and low frequency (LF) values of cardiac rate were analyzed, as well as their ratio. In response to orthostatic effect, heart rate increased by (30,1±3,2) % in young subjects, (19,1±2,1) % in healthy elderly subjects and by (14,5±2,6) % in elderly IHD patients (Р<0,05 in comparison with young subjects). At the same time HF decreased by (54,0±6,9) % in young subjects, (39,0±6,3) % in healthy elderly subjects and by (21,0±4,8) % in elderly IHD patients. There was no evidence of true increase of LF fluctuations in elderly subjects, which was revealed in young subjects. This testifies to weaker activation of sympathetic influences on the cardiovascular system. In conclusion, ageing and IHD in elderly patients were accompanied by decrease of hemodynamic reaction and autonomic response to tilt test and poor autonomic heart rate control.